第十章基因组讲义和染色体

第二节 真核基因组的复杂性
分子量约为3×1012道尔顿 长度为2×106Kb， 形态为线状， 约编码10万个以下的基因。 人类细胞在二倍体的核中DNA长约30亿个碱基对 估计编码3万个基因， 每条染色体含碱基8千万至3亿不等。 现已有5千个基因被编目，1900个基因已进行了
染色体定位，600个已被克隆分离出来。 若将一个细胞中每条染色体的DNA首尾彼此相接，
2001 年 :1 、 2 月 ， HGP 和 美 国 塞 莱 拉 （Sequencing）公司将各自测定的人类基 因 组 工 作 框 架 图 分 别 发 表 在 Nature 和 Science 上 ， 这 表 明 人 类 基 因 组 计 划 （HGP）进入了一个展新的阶段。
2000,4,5:以杨焕明为首的中国科学家在 Science发表了水稻全基因组框架序列图。
超螺旋以两种状态存在： （1）自由状态的超螺旋，可在环内传递张力。 （2）超螺旋受到束缚，不能传递张力。
一．类核 的结构
表10-1 E.coli含有的各种DNA结合蛋白
蛋白 结构
功能
含 量 / 每 细 相当于其核 基因
胞
蛋白
HU
α 和 β 亚 基 ， 使DNA压缩、类核 4万个二聚 H2B
hup
X174含有的5386Nt最多能编码1795个氨 基酸，若每个氨基酸的平均分子量为110， 则总的蛋白质分子量为197,000Da，但实际 蛋白质总分子量却为262,000D。
将全部DNA顺序和蛋白质的氨基酸顺序进 行比较，发现了重叠基因
重复基因 Overlapping Genes
三．质粒(plasmid)
接着Hewish和Burgoyun（1973年）用内源核酸酶 消化细胞核，再从核中分离出DNA，结果发现一 系列DNA片段，它们相当于长约200bp的一种基 本单位的多聚体。表明甚麽？
M.Noll（1974年）用外源核酸酶处理染色质，然 后进行电泳，测得前三个片段的长度分别为205， 405，605bp长，表明甚麽？
一． 组蛋白
表12－2 小牛胸腺DNA的组蛋白的特点
组蛋白 类型
碱性氨基酸
Lys
Arg
氨基酸 分子量
数
（Da）
H1
29%
1%
215
23,000
H2A
11%
9%
129
13,960
H2B
16%
6%
125
13,775
H3
10%
13%
135
15,340
H4
11%
14%
102
11,280
二． 核小体（nucliesome）
Olins夫妇（1974）和Pierre Chambon等（1975） 在电镜下观察到染色质的“绳珠”状结构，小球 的直径为100埃,Olins并把这种小球称为小体。
2000 完成了人类第21号染色体的测序。
预计从原定的2003年6月提前到2001年6月 完成。
2000年6月26日美，英 ,日，德，法，中六 国共同宣布人类基因组工作草图绘制成功。
2000年
3月塞莱拉公司宣布完成了果蝇的基因组测 序。
12月14日英美等国科学家宣布绘出拟南芥 基因组的完整图谱。这是人类首次全部破 译一种植物的基因序列。
全长约200cm。
Renato Dulbecco 于 1986 年 首 先 提 出 了 “ 人类基因组计划”，原计划约10-15年 完成，耗资30亿美元，其宏伟的程度堪与 Manhatto原子弹计划和Appolo登月计划相 提并论。 1990年开始实施
1999 破译出人类第22号染色体的遗传密码。
基因总数：46022~55615，约为人类的2倍；
其中10000个基因的功能已确定；
水稻的“垃圾”序列多位于基因外，人类 的“垃圾”序列多位于基因内；
水稻的基因平均长度为4500bp,人类基因平 均长度为72000bp,
拟南芥约有25000个基因，80%在水稻中都 存在，二者之间有关信号传导的基因差别 最大
bglY
pilG
HLP1 17KD单体 ？
2万
？
firA
P
3KD亚基
？
wenku.baidu.com
？
鱼精蛋白 ？
(DNA 结 合
蛋白)
二 重叠基因(overlapping gene)
莲人在绿杨津
采
一
玉漱声歌新阙
采莲人在绿杨津，在绿杨津一阙新； 一阙新歌声漱玉，歌声漱玉采莲人。
1977年Sanger首先发现重叠基因
他对单链环状的噬菌体X174进行了测序。 5386Nt 11 基因， 3个转录单位，由3个启 动子（pA,pB,pD）启动。
每个9KD
凝聚，刺激复制， 体
A.B
和1HF有关
H
两 个 相 同 促使双链的互补、 3万个二聚 H2A
？
亚 基 ， 各 复性
体
28KD
IHF α：10.5KD； 有助于att位点配对 ？
？
him
β：9.5KD 重组
A.D.
H1(H 15KD亚基 和 DNA 结 合 ， 与 1万
？
osZ
-NS)
DNA拓扑结构有关
1956年Wilkins和Vittorio Luzzati对染色质进行了X 衍射研究，发现染色质具有间隔为100埃的重复性 结构。这意味着甚麽？
Clark和Felsenfeld于1971年首先用葡萄球菌核酸酶 (Staphylococcal nuclease)来作用染色质，不敏感的 区域比较均一。这暗示甚麽？
精品
第十章基因组和染色体
第一节 原核生物基因组的结构特点
E.coli 2.4×109 Da，42000 Kb（1300微米），闭合环 状，约编码2000个基因。
类核（nucleoid）。 支架 (scafford） 100个DNA环组成， 每个环长40Kb，13微米。 每200bp就有一个负超螺旋（=0.05）,即基因组中含 5%的负超螺旋。
1．抗性质粒（Resistance （R）plasmids）: 2. 致育因子（Fertility （F）plasmids） 3. Col质粒：有编码大肠杆菌素（colicins）基因。 4. 降解质粒(degradative plasmids)。这种质粒编
码一种特殊蛋白，可使宿主菌代谢特殊的分子， 如甲苯或水杨酸。 5. 侵入性质粒(virulence plasmids)。这些质。如Ti 质 粒 ， 此 是 在 根 癌 农 杆 菌 (Agrobacterium tumefaciens)中发现的